茎柔鱼角质颚的机械强度特性

茎柔鱼角质颚不仅表面存在色素沉积的梯度变化,从喙部到翼部黑色素逐渐变浅,其机械性能也存在显著的梯度变化,喙部具有很高的机械强度,从喙部到翼部机械强度逐渐变小,韧性逐渐增大。测定无水以及水合状态下茎柔鱼角质颚不同部位(喙部、侧壁、翼部)的机械强度(杨氏模量),以及主要化学成分、内部分子交联结构,并利用电子扫锚显微镜观察了其不同部位表面和断面上的物理结构,探究茎柔鱼角质颚机械强度梯度变化的主要原因。研究显示:无水茎柔鱼角质颚具有很高的杨氏模量,模量从喙部到翼部差异不显著(P0.01);而水合的角质颚杨氏模量明显减小,模量从喙部到翼部呈现显著梯度变化(P0.01)。茎柔鱼角质颚主要含有蛋白质、儿茶酚、壳聚糖和水,其机械强度随蛋白质、儿茶酚含量增加而增大,机械强度同时与内部分子交联反应形成的多巴-多交联多聚体以及与其表面和断面上物理结构有关,茎柔鱼喙部断面层状结构十分显著,生物体中分层越明显,其机械强度越大。     

北太平洋2种鱿鱼类角质颚生长特性及其种类判别

根据2018年9—11月中国鱿钓船在北太平洋海域（41°05''N~43°45''N,154°05''E~159°43''E）采集的柔鱼（Ommastrephes bartramii）和北方拟黵乌贼（Gonatopsis borealis）样本,对样本的胴长（mantle length,ML）、体质量（body mass,BM）以及角质颚的12个形态学参数进行了测定,研究角质颚的生长特性。结果显示,两个种类在胴长和体质量上均存在极显著差异。主成分分析认为,上脊突长（UCL）最适合用来表征柔鱼角质颚的生长,UCL和下侧壁长（LLWL）最适合用来表征北方拟黵乌贼角质颚的生长。赤池信息量准则（akaike’s information criterion,AIC）认为：柔鱼的上头盖长（UHL）、下头盖长（LHL）、LLWL、下翼长（LWL）与胴长呈幂函数关系,UCL、上侧壁长（ULWL）、上翼长（UWL）、下脊突长（LCL）与胴长呈对数函数关系;北方拟黵乌贼的UHL、下喙长（LRL）和LLWL与胴长呈幂函数关系,UCL和LCL与胴长呈指数函数关系,上喙长（URL）、ULWL和LHL与胴长呈对数函数关系。逐步判别分析显示,上、下角质颚的判别正确率分别为92.70%和84.50%,并建立判别方程。研究认为,角质颚外部形态可较好地应用于2种头足类的判别。     

哥斯达黎加海域茎柔鱼角质颚稳定同位素研究

头足类的角质颚具有结构单一和不易腐蚀的特性,其稳定同位素分析已成为头足类生态学研究的主要方法之一。根据2009年7-8月我国鱿钓船在哥斯达黎加外海捕捞的茎柔鱼样本,对其角质颚进行稳定同位素分析,探讨其与胴长、日龄、性腺成熟度等之间的关系。结果表明,茎柔鱼样本的胴长范围在25.6～35.8 cm之间,体重范围在447.6～1 122.3 g之间,为小型群体;上、下角质颚的δ13C和δ15 N有所差别,但无显著性差异（P〉0.05）;δ13C和δ15N值随着胴长和日龄的增大而增大,两者均符合线性关系;不同性成熟度的个体也有着不同的δ13C和δ15 N值,其中性成熟度为Ⅲ期个体的值最大。δ13C和δ15N值反应出茎柔鱼在生长过程中,其栖息环境从大陆架向大洋转变,活动范围也向着生产力更高的海域聚集,同时与性成熟和个体生长过程密切相关。建议今后应结合研究海域的浮游生物,对角质颚等不同硬组织及其不同部位稳定同位素进行深入分析,以便为了解和掌握茎柔鱼的生态学提供理论参考。     

基于角质颚的东、黄海头足类科类判别

角质颚具有稳定的结构特征,是头足类分类的良好材料之一。根据在东、黄海采集的分属3个科6个种类样本(中国枪乌贼Loligo chinensis、杜氏枪乌贼Uroteuthis duvauceli、虎斑乌贼Sepia pharaonic、神户乌贼Sepia kobiensis、短蛸Octopus ocellatus和长蛸Octopus variabilis),通过测量其角质颚的形态参数,对不同科类的角质颚进行判别分析,并将原始数据和标准化数据的分析结果进行对比分析。结果发现:中国枪乌贼和虎斑乌贼的角质颚参数原始数据分别大于杜氏枪乌贼和神户乌贼,而标准化后的结果正好相反;短蛸的角质颚参数无论在标准化前后均大于长蛸;在角质颚原始数据中选出10个用于最终的判别分析,上头盖长、下脊突长、下翼长贡献了绝大部分差异。3个科总判别成功率为92.8%;在角质颚标准化数据中选出7个用于最终的判别分析,上头盖长/胴长、下侧壁长/胴长、下翼长/胴长贡献了绝大部分差异,3个科总判别成功率为98.1%。由此可见,对角质颚数据进行标准化处理,能够有效地提升判别正确率。     

中国南海西沙群岛海域鸢乌贼角质颚生长特性

角质颚是头足类重要的硬组织之一,被广泛用于研究类头足类渔业生物、生态学。根据我国灯光罩网渔船2016年1—3月和2017年1—3月在中国南海西沙群岛海域采集的818尾鸢乌贼样本,研究了鸢乌贼角质颚的外部形态生长特性。主成分分析表明,鸢乌贼的上头盖长(UHL)、上脊突长(UCL)、上翼长(UWL)、上侧壁长(ULWL)、下头盖长(LHL)、下脊突长(LCL)、下翼长(LWL)和下侧壁长(LLWL)可以作为鸢乌贼角质颚外形变化的特征参数。协方差分析表明:UHL、LWL与胴长的生长关系存在性别间显著性差异,其余参数均不存在显著性差异;所有外形特征参数与体质量间的生长关系均存在性别间显著性差异。AIC分析表明:除LLWL和雄性个体的UHL与胴长的关系最适合用线性方程表示外,其余均最适用指数方程表示;雌性个体所有外形参数与体质量的生长关系均最适合用对数函数表示,而雄性个体除UCL和UWL最适合用指数函数表示外,其余均最适合用线性方程表示。     

头足类角质颚微化学及其在渔业生态学中的应用研究进展

角质颚作为头足类重要硬组织之一,结构稳定、耐腐蚀、易获取,蕴含着大量的生物与生态学信息,在头足类的年龄鉴定、生长估算、种群划分、摄食生态评估、洄游路线推测及栖息环境重建等方面受到国内外学者的广泛关注。近年来,随着地球微化学手段的不断创新与进步,基于角质颚化学成分、微量元素分析技术、稳定同位素技术等方面的研究越来越受到海洋生物与生态学家的重视。本研究中根据国内外学者对其的研究成果,重点对角质颚色素沉积现象,以及微量元素技术、碳氮稳定同位素技术在头足类摄食生态评估、栖息环境重建等方面的应用进行综述,旨在为研究头足类渔业生态学提供理论基础。     

渤海湾火枪乌贼性别和发育阶段对其角质颚外部形态生长特性的影响

为进一步掌握渤海湾火枪乌贼(Loligo beka)渔业生物学信息和生长特性,以2021年7—11月在渤海湾逐月开展渔业资源科学调查所获得的火枪乌贼为研究对象,通过建立多项式胴长与体质量关系估算形态学初次性成熟胴长,应用威尔科克森秩和检验分析性别和发育阶段对角质颚形态特征的影响,利用多元统计分析建立角质颚形态特征与胴长和体质量的生长模型。结果显示：渤海湾火枪乌贼雌性、雄性和不区分性别时的形态学初次性成熟胴长分别为(3.522±0.009)、(3.505±0.026)和(3.513±0.016)cm。上、下角质颚存在明显的形态差异,其中,头盖长/翼长的差异最大,喙长/侧壁长的差异最小。以决定系数和赤池信息准则值为判别标准,采用多元逐步回归法建立的角质颚形态特征与胴长线性关系及与体质量的对数线性模型优于利用单因子回归和主成分逐步加入法建立的生长模型。研究认为,3.513 cm可作为制定渤海湾火枪乌贼最小可捕捞胴长规格的参考,上角质颚头盖长/脊突长比值可作为群体及种类鉴别的依据,上角质颚脊突长/喙长和头盖长/侧壁长可分别作为性别和发育阶段判定的指标。基于多元逐步回归法建立的生长模型更适于进行...     

不同热加工方式对翼柄柔鱼品质的影响

探究煮制、油炸、烤制3种热加工方式对翼柄柔鱼(Sthenoteuthis pteropus)色泽、质构、硫代巴比妥酸值、生物胺及挥发性组分等指标的影响。结果表明：热加工处理后,翼柄柔鱼色泽发生明显改变,油炸处理组色泽与其他处理组差异性显著;鱿鱼的硬度和咀嚼性发生了显著变化,煮制与其他处理组相比,弹性存在显著差异;样品经不同热加工方式后的氧化程度：煮制>油炸>烤制。热加工对6种生物胺的影响存在差异：亚精胺、酪胺及精胺总体含量较低,差异不显著;生鲜鱿鱼中组胺含量为(3.23±0.20) mg/kg,经热加工分别增加了1.29倍(煮制)、3.68倍(油炸)、2.89倍(烤制)。采用SPME-GC-MS方法对生鲜、煮制、油炸、烤制翼柄柔鱼进行挥发性化合物检验,分别检出46、52、61、70种挥发性化合物。不同热加工方式对翼柄柔鱼色泽、质地、风味等食用品质的影响存在差异。研究结果为鱿鱼的热加工提供了理论指导。     

中东大西洋翼柄柔鱼种群、年龄、生长及性成熟特征

为了解中东大西洋翼柄柔鱼Sthenoteuthis pteropu的渔业生物学特性,根据2020年5月中国鱿钓船在中东大西洋所采集的682尾翼柄柔鱼样本的体长频度和耳石微结构数据,对其种群结构、年龄、生长及性成熟特征等进行了研究。结果表明：翼柄柔鱼的胴长为124～580 mm,优势胴长组为200～399 mm,体质量为80～6 365 g,优势体质量组为0～1 999 g,年龄为105～365 d,优势年龄组为100～249 d;根据耳石日龄及捕捞日期推算,孵化日期为2019年5月—2020年2月,高峰期为11月—次年1月;翼柄柔鱼样本初次性成熟胴长为370 mm,胴长生长符合Logistic模型;胴长的平均瞬时生长率和绝对生长率分别为0.45%/d和0.77 mm/d,体质量的平均瞬时生长率和绝对生长率分别为1.21%/d和13.93 g/d。研究表明,中东大西洋翼柄柔鱼主要为大型秋冬生群,本研究结果可为在该海域合理开发翼柄柔鱼资源提供基础资料。     

眼睛晶体在头足类生活史分析中的研究进展

头足类的眼睛晶体是除耳石、角质颚和内壳之外又一重要的硬组织,其形态结构稳定、易提取、易保存,记录了头足类的大量生物与生态学信息,是研究头足类生活史过程的有益补充。尽管眼睛晶体在年龄鉴定和微量元素分析方面相比耳石和角质颚没有优势,但是在稳定同位素分析方面优势明显。本研究中从眼睛晶体的尺寸、微结构、微量元素和稳定同位素等方面,回顾了其在头足类年龄、生长、摄食、栖息和洄游等基础生活史过程中的应用。综合分析认为,尽管眼睛晶体适合从时间序列上准确的分析头足类的生活史信息,今后的研究仍需要准确掌握眼睛晶体生长纹的周期性,在此基础上确定各层断面形成的确切时间、年龄,进而重建头足类的栖息、洄游和摄食等生活史信息。     

大洋性柔鱼类资源开发现状及可持续利用的科学问题

大洋性柔鱼类是重要的渔业资源,商业性开发的种类主要有太平洋褶柔鱼、柔鱼、阿根廷滑柔鱼、茎柔鱼和双柔鱼等。据统计,1992-2010年柔鱼类产量占世界头足类的比重稳定在51.15%～62.19%,平均达到55.40%。对重要柔鱼种类的资源现状及开发状况进行系统分析,根据大洋性柔鱼类生命周期短、生长快等特点,提出了4项需研究的问题,即:(1)全面了解大洋性柔鱼类的生态地位和作用;(2)全面掌握环境包括全球气候变化对大洋性柔鱼类资源补充量的影响;(3)深入研究大洋性柔鱼类短生命周期资源评估模式;(4)发展基于生态系统的大洋性柔鱼类资源管理方法。     

公海柔鱼类资源丰度与海洋环境关系的研究

利用2002-2014年的公海柔鱼类(Ommastrephidae)渔场的渔获资料结合同期海洋环境数据,采用渔获产量重心算法和广义加性模型(GAM)方法,分析了北太平洋巴特柔鱼(Ommastrephes bartramii)、西南大西洋阿根廷滑柔鱼(Illex argentinus Castellanos)和东太平洋秘鲁茎柔鱼(Dosidicus gigas)三大公海柔鱼类渔场重心的变化趋势,探讨了主要海洋环境因子(海表温度、叶绿素a浓度和海流)对渔场的影响关系。结果表明:北太平洋柔鱼渔场高产的最适海表温度区间为15~20℃,最适叶绿素a浓度为0.20~0.60 mg/m3;西南大西洋的阿根廷滑柔鱼渔场最适海表为9~14℃,最适叶绿素a浓度为0.60~1.65 mg/m3;东太平洋秘鲁茎柔鱼渔场最适海表温度为18~23℃,最适叶绿素a浓度为0.16~0.40 mg/m3。GAM模型检验结果显示海表温度与资源丰度有显著的相关性,对中心渔场具有关键的指示作用。渔场位置一般出现在不同海流流隔的交汇区,研究认为可根据渔场变化的海况信息及时调整渔场的作业区域,提高生产效率。     

东太平洋不同海域环境因子对茎柔鱼分布的影响差异分析

为探究东南太平洋不同海域环境因子对茎柔鱼栖息地分布的影响差异,本研究利用东太平洋2016—2018年赤道海域、秘鲁外海与2015—2017年智利外海3个海域茎柔鱼渔业生产数据,选取海表面温度（Sea surface temperature,SST）、涡旋动能（Eddy kinetic energy,EKE)、海表面盐度（Sea surface salinity,SSS）、海表面高度（Sea surface height,SSH）、叶绿素浓度（Chlorophyll-a,Chl-a）、混合层深度（Mixed layer depth,MLD）、溶解氧浓度（Dissolved oxygen,DO）等7个海洋环境因子,建立最大熵模型以探究不同海域夏、秋两个季节内茎柔鱼适栖息地分布情况以及探究环境因子对其影响的差异。结果显示,各海域不同季节最大熵模型的受试者工作特征曲线下面积（Area under the curve,AUC）均大于0.8,实际捕捞位置与模型拟合的适宜栖息地范围重合。3个海域适宜栖息地的变化情况如下：赤道夏季最适栖息地主要分布在110°~120°W、1°N~3°S海域范围内;秋季,茎柔鱼最适栖息地主要分布在97°~117°W、1.5°N~1.5°S海域范围内,栖息地分布向东延伸。秘鲁外海夏季最适栖息地主要分布在75°~86°W、15°~20°S海域范围内;秋季,茎柔鱼最适栖息地主要分布在75°~84°W、15°~20°S海域范围内,夏季到秋季最适宜栖息地整体向东南方向移动。智利外海夏季茎柔鱼最适栖息地主要分布在73°~85°W、20°~30°S;秋季最适栖息地主要分布在75°~85°W、20°~28°S海域,夏季到秋季适宜栖息地整体向东北缩减。最大熵贡献率结果显示,影响赤道、秘鲁和智利海域茎柔鱼分布的重要环境因子分别为SSH、Chl-a、SSS、SST;SSH、MLD、DO、SST和SSH、SST、Chl-a、MLD。研究表明,不同海域影响茎柔鱼分布的环境因子具有显著的地域差异。     

The transition from stiff to compliant materials in squid beaks

The beak of the Humboldt squid Dosidicus gigas represents one of the hardest and stiffest wholly organic materials known. As it is deeply embedded within the soft buccal envelope, the manner in which impact forces are transmitted between beak and envelope is a matter of considerable scientific interest. Here, we show that the hydrated beak exhibits a large stiffness gradient, spanning two orders of magnitude from the tip to the base. This gradient is correlated with a chemical gradient involving mixtures of chitin, water, and His-rich proteins that contain 3,4-dihydroxyphenyl-L-alanine (dopa) and undergo extensive stabilization by histidyl-dopa cross-link formation. These findings may serve as a foundation for identifying design principles for attaching mechanically mismatched materials in engineering and biological applications.     

基于信息增益技术比较分析智利和秘鲁外海茎柔鱼渔场环境

茎柔鱼(Dosidicus gigas)是短生命周期物种,广泛分布在东太平洋海域。其资源大小和分布受不同时空尺度的气候变化影响。根据我国鱿钓船生产数据,结合卫星遥感获取的环境资料,利用信息增益技术对东太平洋智利和秘鲁外海两个海区茎柔鱼栖息环境进行比较分析。可以得出,智利和秘鲁外海茎柔鱼中心渔场分布对应的适宜表温(SST)范围分别是15~23℃和16~25℃,且每月最高作业频次对应的SST值具有明显的季节性特征,与SST平均值关系密切。信息增益技术结果表明,智利外海和秘鲁外海影响中心渔场分布的关键环境因子基本相同,主要为SST、55米层水温(T55)、表层至55米层的水温梯度(G0-55)。研究认为,不同海域表征茎柔鱼中心渔场的主要环境因子是有差异的,这一差异主要由其海洋环境大背景所决定。     

利用角质颚研究头足类的年龄与生长

年龄与生长是渔业基础生物学研究的重要内容。体长频度法估算头足类的年龄并不可靠,然而利用硬组织来研究头足类的年龄和生长是最为有效的方法之一。角质颚作为头足类少数硬组织之一,具有结构稳定、耐腐蚀以及信息储存良好等特点而受到国内外学者的广泛关注。从角质颚的长度、角质颚生长纹的观察、初始纹的形成、生长纹周期性的证实以及日龄鉴定等方面综述了角质颚在头足类年龄和生长方面的研究进展。分析认为,尽管角质颚在头足类的年龄与生长的研究中已取得一定的进展,但是在利用生长纹鉴定年龄的方面还有所欠缺,较为成功仅为真蛸(Octopus vulgaris)和玛雅蛸(O.maya),缺乏对其他头足类种类的研究,需要在以后的研究过程中给予关注。     

海洋水温对茎柔鱼资源补充量影响的初探

茎柔鱼是短生命周期种类,其资源量极易受到海洋环境变化的影响。根据2003-2010年我国鱿钓船队在东南太平洋公海的生产统计和海洋表面温度(SST)、Nino 1+2 SSTA等资料,利用灰色关联度方法,分析了茎柔鱼作业渔场和产卵场最适表层水温范围占总面积的比例(分别用PF和PS来表示),以及它们与Nino 1+2SSTA的关系,进而探讨了PF和PS与单位捕捞努力量渔获量(CPUE)的关系,研究海洋环境变化对茎柔鱼资源补充量(用CPUE来表示)的影响。结果表明,2003-2010年PF和PS比值最大的分别集中在9-11月和12月-翌年1月。PS与Nino 1+2 SSTA的灰色关联度要高于PF与Nino 1+2 SSTA的值,由此推测厄尔尼诺等事件对PS的影响较为显著。同时,分析结果表明PS与CPUE的灰色关联度较高,在时间上呈现连续性,11月至翌年2月均在0.4左右。研究认为,拉尼娜事件会增大作业渔场最适表层水温面积比例,并形成广泛的上升流,从而有利于茎柔鱼索饵与生长,也利于茎柔鱼资源补充量的增加;反之则不利于茎柔鱼资源补充量的发生。